Giáo trình hóa học phân tích - Cơ sở phân tích định lượng hóa học

Nếu nhiệm vụ của phán rích dinh tính là xác định thctnh phần dinh tính của chất nghiên cứu, thì phân tích định lượng có nhiệm vụ xác đinh thành phần dịnh lưcmg tức hàm lượng của các cấu

ĐÀO THỊ PHƯƠNG DIỆP (Chủ biên) - Đ ỗ VÄN HUÊ

G I Á O TRÌ N H

HIM nọc piinn TIIM

C ơ SỞ PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG HOÁ HỌC

1’C'GS.TS DÀO TIIỊ PIIUƠNG DIỆP (Chù biên) - TS Đ ỗ VÃN IIƯÊ

GIÁO TRÌNH

HOÁ HỌC PHÂN TÍCH

u n i v e r s i t y o f E D U C A T I O N P U B L I S H I N G H O U S E

GIÁO TRiNH HOÁ HOC PHÂN TÍCH

Cơ sở phân tích định lượng hoá học PGS TS, Đào Thị Phương Diép - TS Đỗ Vãn Hué Đơn vi: Khoa Hoá học - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội

Sách được xuát bản phu c v ụ cứng tác đào tạo theo chỉ đạo biẻn soan của Trường Đại học Sư phạm Hầ NỘI

B.án quyển xuát bản thuộc vé Nhà xuát bản Oai học Sư phạm

Mọi h ir'h t^ìức sao chép hay phát hầnh mà khổng có sự cho phép bằng vẳn bản

cừa Nhầ xuát bản Đại học Sư pham đéu ià Vi phạm pháp iuái.

Chúng tôi luỏtn rr>ong muốn nhận đươc những ỳ kiến đóng gòp của quy vị độc giỏ

để sách ngày càr^gl^oòn thiện hơn Mọi góp ỷ vé sách, liên hê vé bàn tháo và dịch vụ bàn quyén

xin VL I lồng gửi véđio chi email- kehoơch@nxbdhsp.eđu vn

Mã 50:01.01.185/1095-ĐH 2014

M Ụ C LỤC■ •

Trang

Lời nói đ ầ u 5

Chương 1 MỞ đầu 7

§1-1 Đối tượng, nhiệm vụ của phân tích định lượng 7

§1-2 Quá trình phân tích 8

§1-3 Phàn loại các phương pháp phân tích định lượng 9

Chương 2. Biếu diễn và đánh giá kết quà phân tích định lư ợng 11

§2-1 Cách biểu diễn kết quả phân tíc h 11

§2-2 Biểu diễn nồng độ trong phàn tích định lư ợng 13

§2-3 Sai sô trong phân tích định lượng hoá h ọ c 18

§2-4 Đánh giá sai số của phép đo trực tiế p 21

Tóm tắt chương 2 26

Câu hỏi và bài tậ p 27

Chương 3 Phương pháp phân tích khối lư ợng 29

§3-1 Nguyên tắc của phương pháp phân tích khối lượng 29

§3-2 Yêu cấu đôi VỚI dạng kết tủa và dạng cân 31

§3-3 Kĩ thuật phân tích khối lượng 32

§3-4 Tính toán kết quả phân tích khối lượng 37

Tóm tắt chương 3 39

Câu hỏi và bài tậ p 40

Chương 4. Phương pháp phản tích thể tíc h 41

§4-1 Các định nghĩa và khái niệm cơ bản 41

§4-2 Phàn loại các phương pháp phân tích thể tích 42 §4-3 Dụng cụ đo thể tích và kĩ thuật sử d ụ n g 43

§4-4 Tinh kết quả phân tích thể tích 46

§4-5 Các dung dịch chuẩn và phương pháp chuẩn hoá trong phân tích thể tích 51

Tóm tắt chương 4 52

Cẩu hỏi và bài tậ p 52

Chương 5. Phương pháp chuẩn độ axit - b a z ơ 55

§5-1 Các chất chỉ thị trong chuẩn độ axit - bazơ 55

§5-2 Chuẩn độ các axit và bazơ m ạ n h 60

§5-3 Chuẩn độ các đơn axit yêu và đơn bazơ yếu 71

§5-4 Chuẩn độ hỏn hợp các đơn axit và đơn bazơ .

§5-5 Chuẩn độ các đa axit và đa bazơ

§5-6 ứng dụng của pnép chuẩn độ axit - bazơ 108

Tóm tất chương 5 111

Câu hỏi và bài tậ p 114

Chương 6. Phương pháp chuẩn độ tạo phức 117

§6-1 Sự tạo phức của axit etylenđiamintetraaxetic với các ion kim lo ạ i 117

§6-2 Đường chuẩn đò và sai sô chuẩn đ ộ 120

§6-3 Các chất chỉ t:hị dùng trong chuẩn độ complexon 127

§6-4 Sự chuyển mau và độ nhạy của các chất chỉ thị kim lo ạ i 130

§6-5 Các phương P'háp chuẩn độ complexon 133

§6-6 Các phương P'hap chuẩn độ phức chất khác 139

Tóm tắt chương 6 140

Câu hỏi và bái tậ p 141

Chương 7. Phương pháp chuẩn dộ kết tủ a 143

§7-1 Nguyên tắc của phương pháp chuẩn độ đo bac 143

§7-2 Các phương pháp xác định điểm dừng chuẩn độ trong chuẩn độ đo b ạ c 149

Tóm tắt chương 7 159

Câu hỏi và bài tậ p 159

Chương 8. Phương pháp chuẩn độ oxi hoá - khử 161

§8-1 Nguyên tắc, phân loại phản ứng chuẩn độ oxi hoá - khử 161

§8-2 Đường chuẩn độ oxi hoá - khử 162

§8-3 Chuẩn độ từng nấc 172

§8-4 Các chất chi thi dung dịch trong chuẩn độ oxi hoá - k h ử 176

§8^5 Sự oxi hoấ rà khử trước khi tiin hầnh chuẩn (?ộ cáG chật 180 §8-6 Các phản ứng O XI hoá - khử cảm ứng 182

§8-7 Các phương pháp chuẩn độ 0X1 hoá - khử 184

Tóm tắt chương 8 198

Câu hỏi và bài tậ p 199

Đáp s ớ và hướng dẩn giải m ột sô bài tậ p 201

Tài liệu tham k h á o 207

LÒI NÓ I Đ Ẩ U

(ỉiá o trin h hoá hoc phân tích - Cư sớ phân tích đ ịn h lượnịỊ hoá học dược bicn soan tiên cư sứ cuôn "G iáũ trình hoá học phân tích Các phương pháp dịnh lưmig hoá học" cứa cung tác giá

những cơ sứ lí thưyôì cứa phân tích định lưcmg hoá học, đê giáng dạy cho sinh viên nganh Hoá học của các trường Đại học Sư phạm và các trường Đại học khác

("hương 2 giứi thiệu cách biêu diễn và dánh giá kết quả phân tích Chương 3 và

chương 4 trình bày nguyên tấc cơ bán vổ phân lích khối lượng và phân tích thê lích

lạơ phức, chưán dộ kêl túa và chuán dộ ơxi hoá - khứ Vtýi mục đích chú yếu là giúp '.inh viòn cúng cỏ và vận dụiu’ li ihuyếl cân bằng iơn dã học dô giái quyết những tinh

t|Lia trình phán tích dinh lượng mà khôim di sâu vàơ các ihaơ tác và quy trình phân lieh cu the

Sơ V Ớ I ciiỏn "Cìiáơ trình hơá học phân tích Các phương pháp dinh lượng hoá học” , irơng giáơ trinh này, chúng tỏi cỏ sứa dơi và bố sung các nội dung sau dây:

1 Trơng chương 5 bơ sung thêm mục 5.4 - Chuán dộ hổn hợp các dơn axit và dem ba/ơ

\à phương pháp i-'ajans

thức cứa hai dạng ơxi hoá và khử liên hợp cứa ít nhất một trong hai cạp là khác nhau

Đe giup sinh viên hệ thông hoá kiến thức, cuối mỗi chương dều có giới thiệu phần

l/)ni lãí iiìi(ơiìi> và có các ( án hói, hài !(ip vận (liifn> Các bài tập có cho dáp sò hoặc

hướng dẫn giai có dánh dấu sao * K hi làrn bài tập nếu cần thiết phái có các sỏ' liệu về

hằng sỏ' cân bằng, E**, v.v có thê tra cứu ớ các bâng hằng sò đã cho ứ phan plui chưoiig trong |3|.

Đế thống nhất sô' liệu khi tính toán, khối lượng niol nguyên tử của các nguycn tố dược lấy đầy dủ cá phần thập phân (không làm tròn), từ báng tuấn hoàn các nguvcn tò' hoá học

Chúng tỏi xin trân trọng cám om ( ò GS.'I'S N lìà i’ii'io l ' i i lú N iinxeii I inh ỉ)in iiị,

khoa Hoá học, trường Đại học Sư phạm Hà N ội dã hướng dần, góp ý kiến, sứa chữa và giúp dỡ rất nhiổu cho việc hoàn thành bán thào cuốn “ (ỉiá ơ trìn h hoá hoc phán tích

- Cư sở phân tích d in h lượng hoá học” Các tác giả xin chân thành cám (tn

GS.TS Trần 'Tứ H iếu, khoa Hoá học, trường Đại học Khoa học d'ự nhiên, Đại học

Quốc gia Hà N ội và ( ô PGSTS H oìm ^ M inh Châu, Hội Khoa học k ĩ thuật Phân tích

Hoá, L ý và Sinh học đã đóng góp nhiều ý kiên quý báu trong quá trình thám dịnh sách.Chúng tôi xin chân thành cám om các dồng chí biên tập cùa Nhà xuất bán Đại hoc

Sư phạm dã giúp đỡ hoàn thành bán tháo cuốn sách này Chắc rằng sách không tránh khỏi thiếu sót, rất mong bạn dọc góp ý kièrì dc sách dược phục vụ tốt hon

C Á C T Á C (H Á

MỞ ĐẦU

Hoá học phản tích gồm phân tích dinh tính vù phân tích

dinh lượruị Nếu nhiệm vụ của phán rích dinh tính là xác định

thctnh phần dinh tính của chất nghiên cứu, thì phân tích định

lượng có nhiệm vụ xác đinh thành phần dịnh lưcmg (tức hàm

lượng) của các cấu tử có trong dôi tượng phân lích Các cấu

từ à dây có thê là các nguyên tô, các dơn chất, hỢ[J chát.

Đê’ tiến hành phân tích định lượng, trước hết phải xác

định được thành phần định tính của đối tượng phân tích

Trong trưímg hợp khi đã biết chắc chắn thành phần định tính

cùa chất dựa vào nguồn lấy mẫu phân tích (ví dụ, một loại

hcrp kim như hợp kim đồng thau, hoăc một loại quăng xác

định như quặng p irit, ) thì có thể tiến hành định lượng trực

tiếp NgưỌc lại, đối vói các dối iượng phân lích mỏi llừ bắt

buộc phái xác định định tính trước khi tiến hành định lượng

Ngoài ra, ở một mức độ nào đó, kết quả phân tích định tính

mang màu sắc định lượng và có thể giúp cho người phân

tích để ra những quy trình hợp lí V í dụ, từ cường độ màu

cúa phức chất tạo thành hay từ lượng kết tủa tách ra, v.v ta

có thê’ biết hàm lượng các cấu tỉr là nhiểu hay ít Hoặc từ kết

quả phân tích dinh tính có thể cho biết sự có mặt của các

cấu tử phụ làm cản trở việc định lượng cấu tử chính, từ đó

giúp ta chọn quy trình phân tích thích hợp

Đổng thau: hợp kim cùa đổng với kẽm

Pirit: FeS,

Đôi với việc giảng dạy

hoá học ờ các trường phổ

thòng, việc vân dụng kiến

thức hoá học phân tích nói

chung và phân tích dmh

lưtmg nói riẾng sẽ giúp hicu

dẩy dù và sâu sắc các quá

trình hoá học xảy ra trong

dung dịch các chai diỌn li,

giúp giáo viên thiết kế chính

Chính do sự gắn bó chật chẽ với sán xuất, nên các phương pháp phân tích định lượng khống ngừng được hoàn thiện để đáp ứng kịp thời yêu cầu ngày càng phát triển của sán xuất.Phcân tích dịnh lượng gồm phân tích vô cơ và phân tích hữu cơ và đều dựa trên những cơ sở lí thuyết như nhau Do các ví dụ vô cơ minh hoạ lốt cho những nguyên lí chung về hoá học phân tích, nên trong các giáo trình cơ sờ vế hoá phAii tích định lượng, người ta thường lấy ví dụ về hoá vô cơ

Viộc chọn mảu thương là

giai doạtt kliỗ kliảh hliấl của

hệ thống

- Phải chuyển chất phân tích vào dưng dịch, tức là phải hoà tan hoàn toàn mẫu trong dung môi thích hợp và tiến hành phân tích trong dung dịch, khi phân tích bằng phưcmg pháp hoá học V í dụ, để hoà tan M nO , có thể chọn dung mỏi là axit HCl

Nếu phủn tícli bằng một sô phương pháp vật lí thì có thổ

không cần hoà tan mẫu, nhưng cần phái xử lí hoá học trước

đối với mẫu

- rách hoặc che các cấu tử cán trở khi tiến hành phân tích

Cấu tứ chính (có thể dùng các phương pháp hoá học, hoá lí và

phương pháp vật lí khi cần) V í dụ, để xác dịnh Ni"'^ trong sự

sau dó chc Pc^^^bang F " dưới dạng FeFg~ không màu

- Tiến hành phân tích theo quy trình đã chọn

- Tính kết quả phân tích bao gồm đánh giá kết quá và dộ

chính xác phân tích

§1-3 PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

ĐỊNH LlỉỢNG

Dựa vào đặc tính k ĩ thuật thực nghiệm được dùng để xác

dịnh các cấu tử trong đối tượng phân tích, các phương pháp

phân tích dinh lượng được chia thành hai nhóm: các phương

pháp hoá học và các phưomg pháp công cụ

/ Các phương pháp hoá học

Các phưcmg pháp hoá học dựa chủ yếu trên việc áp dụng

các phán i'mg hoá học có lièn quan đến cấu tử phân tích Sự

khác nhau vé phương pháp đo lưcmg thuốc thử hoặc sán phẩm

lạo thành trong phản ứng sẽ hình thành nên các phương pháp

hoá học khác nhau:

- Chương pháp phàn tích khối lượng: dựa vào việc càn

lượng sàn pliẩni lạo ihànli sau quá Irin li thực hiện phán ứng

tạo kết tủa, từ dó xác dinh được hàm lượng của cấu từ cần

phan tích

- Chưcmg pháp phàn tích thể tích: Khác với phương pháp

phân tích khối lượng, ở đây lượng thuốc thử cần lấy chính xác

dé tác dụng vừa đú với cấu tử phân tích Dựa vào việc đo thể

tích của dung dịch ihuôc thử có nồng dộ chính xác dã biết, có

thể tính dược lượng cấu tử cần xác định

- Phương pháp phân tích khí là phưrmg pháp dựa vào việc

do thổ tích của sản phẩm phản ứng là chất khí ớ một nhiệt độ

và áp suất xác định

Cấu từ càn irờ là cấu từ gây

ra sai sô do việc làm lãng hoăc làm giám tín hiổu cùa cấu từ phàn lích.

M V Lomonosov

(1711 - 176.S) Năm 1748, M v l.omonosov đã phát minh ra đmh luật bảo toàn khối lượng và ông dã chứng minh bằng thực nghiêm vào nSm I7S6 ỏng là ngiriTi dầu tĩẽn sử dụng hộ thông cân trong nghiên cứu hoá học và đạt nển móng cho phân lích dịnh lưcrng ngày nay.

Các phương pháp phân tích khối lượng và phân lích thế tích dược dùng dáu tiôn trong phân tích định lượng,

vì vậy người ta còn gọi các phương pháp này là cúc phi/ơniỊ pháp kinh (liên.

2 Các phương pháp vật lí và hơá lí (các phương phap cơng cu)

- Cá( ¡)hư(nnỊ pháp V Ộ I l i dựa trôn việc đo một tính chat vật lí nào đó mà tính chất này là hàm cùa khối lưímg hoặc ciia nồng độ của cấu tứ phân tích

do dộ hấp thụ ánh sáng cứa dưng dịch B il, ớ bước sóng

450 nm, vì cường dộ màu cứa dung dịch này ti lệ thuim Vtít)

nồng dộ của Bi^'^

Hầu hốt các phưcmg pháp

vâl lí và hoá lí đcu là những

phưtmg pháp dòi hỏi phái

dùng máy do Vì vây, các

phưưng pháp này dược gọt

dưới tên chung là í(i<

ItliKơỉiỵ f>lui[> ( ÔIUỊ ni

trò rất quan trọng đế chuycn cấu tứ phân tích thành dạm; có tính chất vật lí thích iKitp có thế do dược Đó chinh là

phươtn> pháp lìoà lí. V í dụ, dể định lượng ngirời la dùng thuốc thứ là axit su n losa lixilic (k í hiệu là ITSSal)

từ đó xác dinh dược nổng dộ cứa ion Fc'^

V ới ưu dicm nổi bật là độ nhạy cao, tóc dộ phán tích nhanh, các phương pháp phân tích công cụ phtit tricn rất mạnh mc và dược dùng rất phố biến trong phân tích vct và phân tích hàng loạt T uy nhiên so với các phương pháp hoá học thì các phương pháp còng cụ dời hỏi trang thiết bị phưc lạp hơn, dắt tién hơn và da sỏ các trường hợp dòi hỏi phái

có một dãy chuẩn có thành phần tương tự như trong mau phân lích de chuấn hoá máy Ngoài ra, nhiéu phương phap công cụ vẩn cần dược xử lí trước bàng phương pháp hoá hoc nhữ hoà lan, nung cháy mầu, tách các nguyên tò can trơ, v.v Như vậy các phưcmg pháp hoá học, với dộ chính xac cao, cho trực liốp kết quá phân tích vần dóng vai trò quan trọng và không thê thiếu trong phán tích hiện đại

Ki( h thicới mầu thử và hàm lưựmị phũn trăm ( liu Cíiu tư

cũn phún lú h là hai yêu tố quan trọng dê phân loại các phương pháp phân tích Người ta phân biệt mẫu thường ứng với

0,(XJ1 -0 ,0 1 g; mẩu siêu vi lưmig < 0,001 g Hàm lưrmg c;ic cấu lử được phân biệt thành: cấu tử lượng lớn: 1 - lOOVc; bé: 0,01 - 1% và vêì < 0,01% Như vậy phương pháp phan tích sử dụng là phương pháp thường - vết, nếu mẫu phân lú h

là mẩu thường và hàm lượng cấu tử phân tích lá vết Nêu kú'h thước mẫu là siêu vi lưmig và hàm lưmig cấu tử là vết thì ta

có phương pháp siêu vi lượng - vết, v.v

BIỀU DIỄN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT q u ả

PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG

Biêu diễn và dành ẹ/ứ kêì quà phản tích dinh lư</n^ là một

cóniỉ việc khô/iiỊ thể thiếu tro niị quá trình phán tích Đê phản

ánh dútuị nuu dích phân tích, dài hỏi phải hiểu diển kết quả

diuiìị quy cách với mức độ chính xác và độ tin cậy cần thiết.

Biêu diễn hoá học nhằm cung cấp thông tin vê trạng thái ( lỉu

cấu tử trong mẫu Biểu diễn sô học cho hỉết hàm lưiỵng của cáu

tử trong mẫu Các tham sô về dánh giá kết quả thế hiện mức dô

chính xác cũng nhưdộ tin cậy của kết quà phân rích.

Trong c/uá trình phân tích, dặc hiệt là dối với phU(/ng pháp

hoá học, việc hiểu diễn chinh xác nồng dộ của các chất phản

ứng dóng vai trò quan trọng Trong chương này chúng ta sẽ xét

dcn các í á( h hiểu diễn nồng dộ thư('mg hay sứ dụng trong phân

rí( h dinh lượng.

Ị|2 -l C Á C H lìlỂ U D IỄ N K Ế T Q U Ả P H Â N T ÍC H

/ Biêu diễn hoá học

- Biêu diễn cấu tử phân tích theo dạng tồn tại của nó trong

chát phân tích V í dụ, crom được biểu diễn dưới dạng:

C iO f C r o Ị',

- Biếu diẻn cấu tử phân tích dưới dạng nguyên tô hoặc dưới

ilạng oxit thường áp dụng dối với các hợp chất chưa biết chính

<ác thành phần hoặc khi không cần xác định trực tiếp thành

phán Chẩng hạn dối với một mẫu vô cơ phức tạp chứa oxi thì

người ta thường biểu diễn các nguyên tố dưói dạng oxit, ví dụ:

Fc - Fe,0., ; Si - S iO „ v.v

Các tham số đế đánh giá kết quả phân tích: dại lưimg trung bình cộng, phương sai, độ tin cậy, giới hạn tin cậy

'niừa sò chuyên

g ra vim e tric factor

khôi:

2 Hiểu diẻn só hoc

Hàm lượng của cấu tứ có trong mẩn pliàn tích llnrừng được biến diỗn theo phần tràm khối lưcmg cấii tứ tione mẫu:

Khỏi lượng cấu tứ phân tích Khỏi lương mầu

(I khôi lưcmg cáu tử phđn

tích

Q khôii lượng mẫu

ppnr part per m illio n

(phẩn triệ u )

</ (%) =

Q

theo phần triệu ippm)

khôi K, đè chuyên khỏi lượng ỈKTp chái xác dinh sang khối

ion SC)^ , rồi làm kêì tiia dưới dạng BiiSỘ () dây, hìmi

lượng Fe tro iiỉi mầu phân tích, người ta chuyên ÍC thành F-cT),, ớ dây hàm lưtTiig Fe dươc dánh giá thõng t|iia khối lượng của F'CnO, 'riiừa sỏ chuyên khỏi

ơ đây .V/,, là khỏi kạmg mol (phân tử, nguyên tử, ion) của

sô mol cứa cấu tứ phân tích ở tứ số và mẫu sô là tương đương

/ A'ứ«g độ phân trám (kí hiệu là nồng độ %)

n iư ờ n g được biêu diễn theo các dạiig sau;

• % khói lương:

Khối lượng dung dịch

• % thế tích (ở nhiệt độ xác định);

Tliê tích chất tanThè tích dung dịch

% khói lượng - thê tích:

Khôi lượng chất tan, g

ltX)%

' V

Nồng độ % là nồng độ gần dúng

W; Weight (trọng lượng)

'Iliể tích dung dịch, ml

NỒ ìuị dộ % khối lượníỊ thường dể biểu diễn nồng độ của

dung clịch thuốc thử bán trên thi trưòtng, ví du dung dich NH-,

nguyên chất đã được pha loãng, ví dụ dung dịch nước axeton

NồtUỊ độ % khối lượn^ - thể tích thường để chi nồng độ

dung dịch loãng cúa thuốc thử rán, ví dụ dung dịch NaCl 1%

dược pha chê khi hòa tan Ig NaCl trong nước và pha loãng

Đỏi với các dung dịch

p W p W

í w ~ í V •

V ới dị là khôi lượng liêng của dung dịch, d( là khối lượng

nêng cùa chất tan lỏng

theo khối lượng là í/| = 1,69 g/ml Hãy tính thành phần %

tử, nguyên tử, ion, electron,

hoặc cặp ion của loại hoií

học được xét

Khỏi lưcmg mol là khỏi

lưtmg của 1 mol, hoặc

hoá học mà ta xét

2 N óng độ m ol

Nồng dộ moi ịC/^d là sô mol chài tan tiom> ì 000 tnl hay

I lit dung dị( h ịhoặc sò m ilim ol (nim ol) trong / n il dung

dịch)

^ _ số m oi chát tan số mrnol chất lan

HCl u, 10 M nghĩa là trong một lit dung dịch có 0,10 mol

công thức phân tử in nghiêng, dậm, chỉ sỏ' gom cùa

1 n io l.

= H C l = 36,46

Quan hẹ giữa nống độ % va nồng độ m al:

Trong thực tế thường phải pha chế gần dứng V"' lít dung dịch có nồng độ niol (Cv,) cho trước đi từ hoá chất gốc, thường là các dung dịch dậm đặc có khối lượng riêng u ị

g/nil) và có nồng dộ % (P ^ ) biết trước Khi dó thể tích dung dịch gốc V nil phải lấy dể pha chê được V lít dung dịch

C,,./V/ V.IOO

Ó đây, M là khối lưctmg mol cúa chất tan, í/| là khôi lượng

V i du 2.2: Hãy pha chế 2 lít dung dịch axit HCl 0,10 M từ

.ỉ N ồng đô đưtmg lượng

Khái niệm đưưng lượng và nồng độ đương lượng đã có từ

lâu Tuy vậy, do nồng dộ đương lượng phụ thuộc vào phản

ihig nên ít nhiều không thuận tiện khi sử dụng, Do đó trong

các tài liệu hiện hành người la ít dùng đại lượng này (trừ một

sô tài liệu tra cứu hoá học, một số tiêu chuẩn trong công

nghiệp hotí học, trong y học, phân tích môi trường)

Nồnu, (ỉộ dươm> hựmg (Cn) chỉ số đương lưọnig (số (1) chất

tan trong một lít dung dịch, hoặc số m ili đương lượng (số

dung dịch

Đc kí hiộu nổng dộ đ ư ơ ig lương người ta dùng chữ N V í

du, dung dich NaOH 0,10 N có nglha là trong mót lit dung

dịch NaOH có 0,10 í/ha y 0 ,1 0 4 0 = 4 g NaOH

Đươmị lượng ịđ ) chỉ lượng chất tương đ ư ơ ig hoá học với

inôl dơn vị phản ứng Đơn vị phàn ứng có thê là proton,

clcctron, cặp elcctron hoặc diện tích ion

Khôi lirợníỊ dư(rng lượm’ (D) chỉ khôi lượng của 1 đương

lư ợ ig tính theo gí//?ỉ, cũng như khối lượng mol (M ) chỉ khối

Urơng của I mol tính theo iỊcmi.

Đế tìm khối lượng đ ư ơig lượng Đ , người ta chia khối

chất trone phán ứng mà ta xét

KXX)

Vì dương lượig phản ánh lượng tương dôi của một chất trong một phản ứng hoá học xác định, cho nẽn đương lượng (khác với mol) không phải là một đại lượng hàng định mà thay dổi theo phàn ứng hoá hoc

15

(2 »)

tương đương hoá học với

1 niol ion IT —> ư = 1.

tưtmg đưOTig hoá học với

2 mơl ion H* —> « = 2.

2 mol HCl tương dương

hoá học với 1 rnol ion hoá

trị II ( C0| ), hay 2 mol ion

hoá trị 1 —> n = 1.

Vì đương lượng phụ thuộc

phán ứng nên nống dộ

dương lượng cũng thay đối

theo phản ứng Cho nên

trong thực tế khi biếu diễn

3 CaCl^ + NaXọÔ ^ CaCjÔ ị + 2NaCl

M

Đ ,

của ion Cấ*); Đ

M,CaCI,

CaCI, (/; = 2 ứng với 2 diện tích ;\m

Thực chất 1 ion Ag* liên

kết phôi trí với 2 phân tử

Fé Fc

M ,

= M ỊỊịị {n = 1 vì 1 phân tử N H , ínig với 1 liên kết phôi trí)

Quan hệ iịiữa nồng dộ mol \ à nỗtu> cỉộ đương Iưc/HÌỊ;

Cv,: nồng độ m ol; Cf^: nổng dộ đưong lượng

Tlieo quy tắc đương lượng:

sô đf^ = sô r/(ị = sô dc = sô dị

M ột sô biểu thức liên hệ:

Trong phân tích hàng loạt, người ta thường biểu diễn nồng

dò theo độ chuẩn, hoặc biểu diễn độ chuẩn theo chất xác định

/ fjộ chudtì (T): hiểu diễn sô íỊuni của chất tan trong I ml

dưng dịch.

Từ giá trị dộ chuẩn có thể tính dễ dàng nồng độ mol cũng

như nồng dộ đương lượng của chất:

Nếu biết đô chuẩn và biết thể tích dung dịch

hoá hoe ycri l m l choiiỊ (lịch eìưĩt A.

dịch NaOH phán ứng vừa hết (hoặc iưcTng đưofng hoá hoe) vói 0^0504 g H ,c ,0 4 2 }ụ )

Tương tự, biết dộ chuấn theo chãi xác dịnh, ta cỏ ihẽ tinh được nồng dộ đưmig lượng, lừ đó tính dược nồng dộ niol cua các chất

.Sai số iưưng đối phan

ánh độ lộch tương đối của

kết quá đo với giá trị thực:

n

§2-3 S A I S ổ 1R Ü N G PFTXN T ÍC H Đ ỊN H I.LG N C i

H O Á HỌC

Giá trị của một phép phân tích dược phan ánh qua ih} clum^

và cl() chinh xác (hay còn gọi là (ỉ() híp).

1 Độ đúng và đ() láp Sai sô ngầu nhiên và sai so hê thang 1.1 Dộ (lún iỊ

Độ đúng phản ánh sự phù hcyp giữa kết quá thực nghiệm thu dược với giá trị thực của dại lượng do

Tham số đánh giá độ đúng là sai số tuyệt dối í/ và sai sỏ tương đối

/ 2 f)ộ chinlì xác ịdộ lặp)

Độ chính xác phản ánh độ lặp lại cùa kết quả đo trong những

điều kiện thực nghiệm giống nhau

'ITiani sô đánh giá độ chính xác là độ lệch chuẩn s, phương

sai V- và hệ sô biến sai c v

Kết quả phân tích có thế có độ lặp cao (chính xác) nhưng

không đúng và ngược lại

lí thuyết; 25,45%) bằng phương pháp điện phân của 3 sinh viên

A ,K và c như sau:

A: 25,56; 25,58; 25,59; 25,59 (%)

B: 25,44; 25,45; 25,46; 25,46 (%)

C; 25,40; 25,49; 25,40; 25,50 (%)

Như vẠy, kết quả của sinh viên A chính xác, nhưng khống

chí có kết quả của sinh viên B vừa có độ lặp cao, vừa có độ

đúng tốt

Độ đúng và độ lặp có liên quan chặt chẽ với sai số phân tích

Trong các loại sai sô có sai sô hệ thông, sai sô ngẫu nhiên và

sai sô thô

/ ■? Sai só lìệ ĩhôtn>

Sai sô hệ thông biến thiên theo một chiểu xác định do những

niỉuyên nhân xác định, có thể phát hiện dược Tùy theo điều

kiện mà sai sô hệ thống có thể không dổi (ví dụ dụng cụ đo thể

tích bị chuẩn hoá sai) hoặc có thể thay đổi (ví dụ do mẫu phăn

tích bị hấp thụ hơi nước)

số hệ thổng sau:

- Sai số do sử dụng máy, hoá chất và thuốc thử;

- Sai sô cá nhân;

- Sai số phưcmg pháp

Sai số ngẫu nhiên do những nguyên nhân ngẫu nhiên, không

xác dmh và biến thiên theo các chiểu khác nhau (lúc tàng lúc

giảm) V í dụ, điện chập chờn lúc yếu, lúc mạnh trong quá trình đo của kết quả đo

mật độ quang của một dung dịch màu nào đó, v.v

Sai sô' hệ thống ảnh hường đến dộ đúng ciia kết quả phân tích

Sai số ngẫu nhiôn ảnh hưởng đến độ chính xác

Có thế kiếm tra sai số

thô (hay còn gọi là sai sô'

bất thường) theo chuán

Student (xem trong 111)

x„_| là giá trị liền kể

ngay trước giá trị x„

a là xác suất tin cây cho

1.5 Sai sô thô và cách lo ạ i hỏ sai sô thô

Nếu trong dãy số liệu đo có một số liệu sai lệch nhiêu so với các sô liệu còn lại thì cần phải kiếm tra xem sô liệu đó có phạm sai số thô không, ờ đây chúng tôi xin trình bày cách

kiểm tra đom gian theo tiêu chuấtì Di.xon:

Sắp xếp dãy số liệu đo (X |, X ,, , x „ ) , theo thứ tự từ bé đến lớn Như vậy hoặc số liệu bé nhất (X |), hoặc sỏ liệu lớn nhất (X „) có thể phạm sai số thô

sai số thô

Y - X

~-^1

b) Trưcmg hợp sô liệu nhỏ nhát (X |) nghi ngờ là phạm sai

sô thô K hi dó giá trị chuán Dixon thưc nghiệm dược Unh

x ' -X Việc kiểm tra xem sô liệu X|

có phạm sai sô bất thường hay không cũng dược tiến hành so

như trên

§2-4 ĐÁNH CilÁ SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO T R ự: TlẾP

Phép đo trực tiếp được thực hiện khi so sánh vật do với vật

chuán, như cân, đo thể tích, v.v M ỗ i phép đo trực tiếp đổu

mắc sai só ngẩLi nhiên Khi tiến hành thí nghiệm, chúng ta

thường thực hiện một sô thí nghiệm độc lập trong cùng điếu

kiện giông nhau, sau đó tiến hành xử lí thống kê để đánh giá độ

chính xác cùa phép đo Các dại lượng đặc trưng thống kê quan

trọng nhất là í>iá t r ị tru iiịỊ hình rộng và phương sai.

I Giá t r ị tru ng b in h cộng

Cìiá trị trung bình cộng ( X ) là giá trị gần với giá trị thực của

đai lượng cán đo với xác suất cao nhất trong số các giá trị đo

đitọc của dại lượng cần đo

Cìiả sử ta tiến hành /ỉ phép đo độc lập đại lượng X với các kết

trong dó f là sò bạc tự do, bằng hiệu giữa sô' phép đo và số đại

lượng cán do Nếu sô đại lượng cần đo là 1 thì

Ễ (X ,-X )'

/ = // - 1, khi đó; S'“ = —

n - \ ỉ)ộ lệch cìnũìn cùa phép đo: s = ' Ị ĩ

i)ộ lệch chuẩn của dại liựmg trung hình cộng:

Nếu có 1 đại lượng cẩn

đo là X thì có 1 phương trình liên hệ là phương trình (2,10) —> /= ư - 1

Có thê chọn giá trị

trong các giá trị đo đưoc

Troitg thực ic, dê tiện tính toán các dại lirợmi X , \ V ,

một giá trị c sao cho c ^ X Sau dó tính X và V' thca) các

= 1,020,732

(-1 ,2 5

t)o chinh xác ciìa ket q itíỉ đo trực tiêp

Dọ cliịn li xác ¿'là giá trị tuyệt đối cúa hiệu giữa giá trị trung

binh cộng X và giá trị lliực //c ù a đại lưẹmg phải do:

) hoặc a = 0,99 (99%), ¿'được tính theo biếu thức;

thỏim kê

Vi dn 2.5: Đánh girí độ chính xác cùa kèì quá xác dinh hàm

lương photpho trong chất diệt trùng (ví dụ 2.4), với xác suất tin

4 Chữ so có inịhĩa vit cách ỊỊỈÚ két quà phan tích

Kêt qua cua một phép do trựe tiêp cũng như của mót thao tác phân tích phái dược ghi chép sao cho người sư dung sô liệu hicu dươc mức dộ chính xác cúa phép do Vì vậy ngiròi ta quy dịnh việc bicu diẻn kcì quá CLia phép do theo dúng quy ước ve chữ sỏ cỏ ngtữa

chữ sỏ bất tlmh dấu tiên Ve nguyên tãc, sõ liệu phái dtroc ghi

cưa thicM bi do dê ghi chữ sò tm cây và chữ sò bãt ilm h ('h a iiu

han, nêu càn trôn cân phân tích vói dộ nhạy ± 0.1 un; ih i kẽt

qua phai dirơc ghi dcn chữ sỏ chi phán m ười ///y V í du 1 ,S025

chữ sò 1, s, 9 2 là các chữ sô hoàn toàn Im cậy v'i chúng ta dọc dưoc tù qua cán, còn chữ sỏ 5 là bâì d ịn h vì dirơc tthi trúrc

im h trẽn thaim chia dưa theo k im ch i hoặc tltco vị trí dao dộng của vạch sanií (dối với các cân thường), hoãc chữ so dó bị

" Ir ỏ i” dối với cân hiện sò Iro n g kct qua cân ơ trẽn, sỏ I.S035

là một sỏ gồm 5 chữ sò có nghĩa, trong dó cỏ 4 chữ sỏ tm cậ (các chữ sô: I 8, 9, 2) và một chữ sô bất dịnh (5) llo a c khi

dọc the lich trẽn burct dưực chia dộ dcn 0,1 u il, thì kct quá phái dược ghi dèn chữ sỏ chi phán trăm in l vì phân m ười n il là

số chác chán, còn phần trăm u il là sô nghi ngờ V í dụ phai ghi

két qua phán tích, ta dưa vào cận tin cậy hoặc dộ lệch chuán V

dc bien dien các chữ sd tin cậv và chữ số bất dịnh Chắng hạn ta

dãn pháy lii bất dịnli và khi ehi kết quá phân tích phái làm tròn den

cậy) và chữ số 7 là bất dinh

cưa thiết bị do, cận tin cậy) thì người ta ngầm hiếu rằng chữ sò'

cuối cùng có dộ bất dinh ±1 V í dự, nêu ghi pH = 6,78 có nghĩa

như vậy máy do pH có dộ chính -\ác ± 0,01 dv pH

diem tháp phân thì khỏng dươc tính vào chữ sô có nghĩa, còn

vào chữ sỏ có nghĩa V í dụ, 0,02030 thì hai chữ số 0 dứng trước

chữ sô 3 dồn dưoc tính vào chữ sỏ' có nghĩa, trong dó một chữ

só là chữ sò tin cậy và một chữ sô là chữ sò bất dịnh Sò

0.002030 cỏ 4 chữ sô có imlữa

* D ô i VỚI cức sô p liih lạp Ii^ iíờ i ta iliií<')'m' c liiiv ẽ ii sam> (lạ ii\ị

co nghĩa V í dự 170.3 = 1,70.3.10^ có 4 chữ sỏ có nghĩa;

0.000840 = 8,40 lO"'* có 3 chữ sô có nghĩa Nếu qưy 1,5 /ứ (có

phân (phân ngưyên hay còn gọi là phán dặc tính) không dược

COI là chữ sỏ có nghĩa vì dãv là các chi sô' lũy thừa, chi có phấn

thập phân (phán dịnh trị) mch dược tính vào chữ sỏ có nghĩa V í

dư Igv = 3,43 có 2 chữ sỏ có nghĩa là 4 và 3, còn chữ sô 3 là bậc

Đe tránh việc làm giám độ chính xác của kết qưả do việc

làm tròn số ó các giai doạn tính trưng gian, trong các phép tính

( lu dược phép làm II ÒII ó kêt (pưi c iiô i cùm ’

sĩ) có nghĩa ( 1 8, 6)

1 Khi làm iròn sò nêu

sỏ le bé hơn 8 ihì có thê

bỏ đi nếu sỏ lé lớn hơn

3 th'i thêm một dmi vị

cùa phép chia phái chú ý

dến sai số tương dối cúa

thừa sò tính, tức là phái

giữ lại sô chữ sô cỏ nghĩa

sao cho dộ bất dinh iưong

dõi o kcl quá cuối cùng

den sò thứ nhát sau dâu

phiiy Vậy phái ghi kêt

I|uà X = 10,6.

(I r iic p linh l Ọiip vờ ỉrử

Khi cónt: và liìr chi giữ lại ơ kcl quá cuối cùng niõi sò số thập phán bằng tlúng só thâp phân cua sò hang có sò thãp phàn ít nhất

• V = 1,526 + 10,45 + 58,1 = 70.076Kốt qua làm tròn: Y = 70,1 (giữ lại 1 sỏ tliập phán)

• 'i' = I 158,451 -4 1 5 ,2 8 = 743.171Kêt quá làm tròn: Y = 743,17 (giữ lại 2 sỏ thập phân)

Khi nhân và chia cần giữ lại ớ kèl quá cuối cùng một số chữ sò cỏ nghĩa hãng dũng sỏ chữ sò cỏ nghĩa cùa thừa sỏ có

< , 1 ’ hcp lính lo Ịịu ril

Vi du 2.8: rinh logarit cu;i Y = 6,19.10

tưmig tự trong Y cỏ 3 chữ sò’ cỏ nglũa)

1 Kêt quá phân tich dtnh iưong đươc bièu dicn dưới hai dạng:

— Bicu diẻn hoíí học, phvin ánh cấu tử can phân tích, 'l ùy thuộc \'ào mục dích phân

- ỉỉicư diễn sô học, phán ánh hàm lương câu lư xác dinh dược trong mầư phân lích:

(¡ = - K .

0

2 Trong phân tích dịnh htơnc hoá học, người ta thường biêu diổn dirới các dạng nồng dộ:

- Nóng ctõ mol íC \ii lù so n io l ( liú ì 1(111 !roih> 1000 m l lìu \ / lir (Im ii’ (lị( h llio ih S(')

m ilm io l (m m oh iro iiỊỊ I m l (Im iiỊ (lị( Il ì

ilìo ã i ,võ m ill chừĩmị lượiii> I r o iii’ I m l cliiiu> (lịc li).

- Đ o d iu á n (7 ) h ií ’11 (liền S() i>am ( lia chài Um trom> / m! (linuỊ c lịd i Đ ộ chiián llic o chái xác dịnh ( l\ / ỵ ) , hiên (liền S('> i’cim ( lu it ß tươm ’ ctium^ lio á li()( vói / m l dnm ị ilạ lì i hiít /\

d Đô hièu diễn kết quá cũng như dộ chính xác cưa kết quá phái tính một sô dại lưong thõng kc quan trọng;

- Biêu diổn kêt quá: X - S ^ l I < ị i < x + s ^ t i

4 'iYomr quá trinh phân tích việc ghi các kêì quá do trực tiếp cũng như khi biếu lỉiẽn kct quá cuôi cùng cấn phai tuân thú quy tăc viel dũng chữ sô có nghĩa

CẢU HỎI VÀ BÀI TẢP

2.1 Hãy cho bict m ối liên hộ giữa:

- Nóng dỏ 7( khỏi lượng và % khỏi

lương - the tích

- N ổiig dó Vf khối lương - thế tích và

nóng dỏ Ví the tích

dộ moi và nỏng dợ % khói lưrmg; nống

dộ m oi và nồng de) % thế tích; nồng dộ

moi và nồng dộ dưemg lượng

và nồng dộ dương lương

nóng dộ m o l, nóng dộ duCTig lưcmg cua chát A

2 4 * Tính khối lượng riêng cứa dưng

d ịch U N O , 60% , biél ràng dê pha 2,0

2.6* Từ I6(J m! duiií: LÌicli NU, cti

2.8* Tính sô iịam cúa K.MnO; cần lãv

dịch bc(N O ,), 0,20 M

2.9* 'rinh khối lượng dưưin: lương của

các chất (in nghiêng) tronư các sơ dỏ

2.10* Tính nồng dộ diííTrig lượnư cua

2.14* Việc xác dịnh hàm lượng so

Ironu khí quycn cho kêì cỊuà như cau

rin h má ti'Ị iru m i bình, dộ lệOi chuán, dô lệch chuán cua dại lư ợiig trung bình cóng, cận tm cậv (\('íi (/ = 0.95) sai sỏ tương ddi và liàm

2 IN *, rin h Y và bièu diễn kêt quá, llic o dũng chữ sô' có nghĩa:

a) lg Y = 5,341b) Y = 3,728 - lg( 1,1.10 ")

PIIUÖNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐl LUÖNG

lailán lu ll kh ô i lư ự tiiị là m ộl troiH ị nliữin> p liiiư m ’

pháp kinh (lie'll ( liu phân íí( h (lịn h Iưi/IIÌỊ, (lã íừm> có vui

tro (ịnun n ọ iìiỊ k h i tlìiờ l lup cúi (tịnh liK Ĩl thảnh phổn

kh in iỊi (l(h t i lệ hin ¡■’hùn li( h kinh lư ơ in ’ cũnư, (tươc

ih iiiiị de c h ild II hoú cúí ¡ìhươinỊ p lìú p phún lích cúc (l(h

iư ơni’ khúí nhuii.

¡’ hun IK h khch li((i'in> lù ni()t p hư ơniị ¡dìúp ( liu phun

lii'oní’ ciiu chíĩt ( ùn \ú ( dinh diK/í túí h ru à tru in ’ th ú i

lin h khitd hoú h(>( ho(i( (lili'fi d(iin> hop ( lu it lhí( h hop

i d thùnh phồn klu'nn; dối.

Sif inịhiẽn cứu (ú c pin fifin’ phúp phún lí( h nu'fi có

Ill'll ipiun mut liner V('fi việc (hình i’iíí vù \(I( nhận d()

chinh \(ii' ( liu ( lining hdin’ phươinỊ phÚỊì kluh lưưin’.

Ịị3-1 \G UVH N l A r CỦA PHTÖNG PHÁP

IMiÂN T i n i KHỐI l.liơ N G

De xae d iiili k liô i luợng câu tứ M có trong mâu pliân

cứ vào k liò i lượng cứa mẫu phân tích và cúa lưtm g ỉiựp

ma ta có the chọn các phưmig pháp xác dịnh hàm lượng

càu tứ khác nhtiLi ví dụ:

- Có the lách câu tử xác dịnh dưới dạng hợp chất ít

tan Cháng hạn, de dịnh lượng CP, có the làm kết tủa

lon này dưới dạng AgCl

- Có thc' dùng phưưng pháp clun Iiónii h;iy Iiunii máu plián Iich

ở nhiệt dô cao, neu eau từ de hay hííi hoạt' de dàng chuyên thành htrp chất dề bay hơi ư Iihữim t!iê'u kiẹn Ihưc mthiệm \ác dịnh Hàm lượng cấu lirc á n \ác dịnh dược tinh dưa vào khỏi lượng hut

di cùa mủu phân tích trước và sau khi dun hoãc nung

den khỏ Từ khối lượng cua mầu Irưức và sau khi sĩiy sẽ tính dươc hàm lương H T ) trong BaCK.2HT)

- Cc) những irưíyng hop, sau khi bị tách ra khoi mầu phân lích,

có thê dùng một sò chất hấp thụ thích hợp dê giữ càu tử xác dmh

Độ tãim khối lượnc cúa các chất hâp thụ sẽ cho biết hàm lưọ'iig cấu tư xác định có trong mầu phan lích, v.v

lưựmi /:ê/ nia dóng vai trò ciuan trọiui và có ứng dime rộng 1,11

nhât Thỡiiư thường quá trinh phán tích khôi lương kẽl tua dươc tiến hành theo các giai doaii sau:

- Cán mầu và hoà tan mầu băiig dung mói thích hop

- Làm kết lúa cấu lir xác dịnh dưới dang hơp chát khỏ tan (dạng kẽt tua)

- Lơc va rưa két tủa

- Chuyên dạng kết tua thành dạng căn sau khi sáy hoặc nung (nếu cân thiết)

- Tinh kẽl quá phân tích từ hrơng cán sán Ịiham khó

Đv)i vói phircmg phap phán tích khỏi lươnu kcM tua thì gi.u doạn làm kốt lua dớna vai trò quan trong nhát và phụ thuộc vào việc chon thuốc thử làm két tua Viéc chon thuòc thử ánh lurớiig trực tiêp dên dộ chính xác phàn lích, quyêl dinh dên các thao tac

xử lí két u’i,i và dược chon trên cơ sơ phai cân cứ vào yéu càu cua dạng kêl tii.i và dạiiũ cân

★ Ịị3-2 YÈU C Ả U Đ Ố I V Ớ I D Ạ N G KŨ 1' rỦ A

V A D A N G CÂN

lJa lì^ kò'í nia là hcíp chất tạo thành khi cho thuốc thử

làin kết tua phan ứng với cấu tứ xác định

de tính kêt quá phân tích

Dạng kèt tủa có thồ là dạng cân (trong một sỏ trường

họp), nhưng trong nhiổLi trường hợp, hai dạng này là

khác nhau V í dụ, de dịnh lượng ion Bà'* người ta cho

dư thuòc thử H,SO_i dc kcl lúa hoàn loàn lon Ba'*, sau

dó tách kết túa, rứa sạch, làm khò rồi sấy, nung và cân

Nhirng ngrrọc lại, nếu dạng kết tủa có thành phần

không xác dịnh và khi làm khỏ hoặc nung thì có sự thay

ddi thành phàn, trong trường họp này dạng kêt tua

không phai là dạng càn ('háng hạn, khi xác dinh lượng

sãt trong quăns săt ngirừi ta hoà tan quặng trong axil,

làm kêl túa í-c'* bàng N li, dc tách sãt dưới dạng kêl lúa

|•e((íH ), vH ,0 có thành phần không xác dịnh Do dó,

Ịrhai nung dè chuycn sang dạnc cân F'cA),

lích khôi lượng phai thoa mãn các yêu cáu:

- C'ó do tan bé nhất,

- Có dỏ tinh khiêt cao nhất hoặc chi chứa các tạp

chãi có thè duỏi dề dàng khi sấy và nung

- Kêt tua lạo thành phái dỗ xử lí trong quá trình phân

(ích (lọc, rưa)

- Dc dàng chuycn thành dạng cân khi sấy và nung

Hợp chất dược chấp nhận là dạng cân phải thỏa mãn

các liiểu kiện:

- Cỏ thành phán hoá học ứng dũng công thức

kCM lúa dể loc, dề rứa ít liAp piui cliàl háu.

(aie ti sỏ- Ci

2C/

sô phân tích khỏi lihTng

Hình ỉ I : (aìn thô

Uinh 12:

C'ân phàn lích tluríniíi

Độ chính xác cúa

phép cân tùy thuộc vào

việc sứ dụng loại cân.

- Bén hoá hoe nghĩa là không thay tiói thành phàn nong

bị oxi hoá trong khỏng khí, không hấp thụ ('Ü , từ khi tịuvcn, không tụ phân huy V

- 'l'i lệ cáu tứ phán tích trong hợp châì càng bé càng lot, nhăm han chè tối da sai sỏ của kcl quà phân tích do mal mat chat trong quá trình thực nghiệm Ví dụ, dê dịnh lirợng crom

1 /t;g kct tủa thì lượng crom bị mâì trong trưìmg liợp thứ nhất

§3-3 K ĩ T llU Â T P IỈÂ N r íC il KHÓl I.IÖ N G

7 Cun màu vá c liitvé n m ail V ito dittiỊỉ dịch

người ta sư dụng các loại cân khác nhau:

- Oứ/Í l l i ô : cho phép cân chính xác den hàng íỊcim.

- (.'án < lìínli xác dó nhay có thê dạt dươc lừ 1 - 1 0 /ug

- C.Vm phân tích:

lương can cho phép tổi da là 200 Ịiuni

gl///í

• Cun VI pliũn fu ll cho phép cán den 10 - 20 gam, với dộ

l'á n phân tích là loai dung cụ bât buộc phái cỏ trong phòng thí nghiệm pliàn tích hoá học Mac dù lượng cân cùa chái phân tích c.'tng Urn, dộ chính xác tương dõi cua kèl qua phân tích càng

quá nhiêu kcl lúa, làm mát rat nhicu thì giờ de lọc, lứa, v.v

Ncu cliỉ càn phân tích hàm lương một cấu lir chính tronu

nhữnc hơp chất xác dịnh thì chi nên lấy lượng càn từ

lay từ 10 -100 C' khi phán tích lượng vết

Cliiiyên mẫn VÌIO (lniHỊ ílị( li Đê chuyến mầu vào

dung dich, thõng thường người la sử dụng phương pháp

hoà tan

Đòi vcíi các chất không tan trong nước khi nguội,

việc hoà lan dược liến hành khi đun nóng trong cốc dặt

tiên nỏi cách thuy hoặc cách không khí Cốc dược dậy

báng mặt kính dổng hổ, đặt mặt lồi cúa kính xuống

phía dưới

ỈDoi khi người la tiến hành hoà tan bằng bát sứ Bát

cũng dược dậy băng kính dổng hồ, mặt lồi cùa kính

dược dật quay xuống phía dưới và dược ke trên một

hình lam giác bàng thúy tinh

Sư hoà tan trong các axit (loãng hoặc dặc) dược tiên

hành trong Iu hút

2 ¡Aim két tua

1'rong lập I cua bộ giáo trinh này dã xem xét lí

ihuyêt các yêu tố ánh hưcrng dến việc làm kết lúa hoàn

toàn cấu tứ xác dịnh (p ll, chất tạo phức, v.v ), dến dộ

tiiih khiêt của kết tủa Vì vậy ở dây chi xét dến một sô

dicu kiện thực nghiệm cua việc làm kết tủa trong phân

Iich khối lương

Vicc chon ( /lát làm ki‘t íiiii phái dám báo sao cho dộ

tan kcl tủa tạo thành là nhỏ nhất, và phái có lính chọn

loe, nghĩa là không làm kốl túa dổng thời các lon khác

có trong dung dịch phân tích C liâi lủm kêt nia và lưcmg

dư cùa nó phái chọn hợp lí de sau khi làm kct túa, lượng

chât phân tích còn lại trong dung dịch không vưrít quá

giới hạn dộ chính xác phép cân Thông thường, lưcmg

thưôc thử cần lấv bao giờ cũng l(ýn hem nhicư lấn so với

lượng câu tứ xác dinh Đe làm kết tủa hoàn toàn cần lấy

ti lệ the tích thuốc thử so với thế lích dung dịch phân

tích bàng tí lệ hệ sò hcrp thức trong phương trình phán

ứng tạo kèt tủa

Đo làm kcl lúa

châm cần thêm chỌm

ituKK' ihír koi lúa và

thường xuyên khuấy

giám thê tích kết túa.

N(')i chung, việc

làm kôi tủa thường

dược liến hành khi

dun nóng nhằm thu

dươc kêì tủa to hat.

1 /.an = 10 " III

Chén lọc chi dùng

dược khi phái làm

khO) kết túa ờ nhiọt

V /<■(• liim kci liiíi ihirừng dtrực liên hành trong cỏc dà dược

dìini: đc hoà tan mần Nêu mẫu dirợc hoà tan trong bát sứ thì cấn

cluivcn tOvin bộ lirợng dung dịch và nước tráng bát vào cbc üó'i

với l át kèt tủa lu ilì ilic thì nên tiên hành làm kêt tiia chậm từ Ctíc dung dịch loãng bãim các tluiỏc thư loãng và không lọc ngay mà phái có thời gian làm muồi cân thict

Ngươc lại, (It'ii VỚI t ái kê) lua vô (lililí lììiili (một số hidroxii,

suntua), dặc biệt là kết tua ưa nưóc, thì ncn làm kct tủa nlianh từ các dunũ dịch đạc bằng các thuòc thử có nồng dộ cao Sau dó cần pha loãng với nước dê giài hấp một phần UVn các ion lạ ra khoi bổ mặt kết tưa tnrớc khi lọc và dế việc lọc dược dễ dàng 'Lrong trưòmg ht;p này, việc lọc cấn dược tiến hành nhanh dé giám b(Vt hiện tượng nhiỗm bẩn kết tủa khi kết tủa tiếp xúc lâu với dung dịch nước cái

giám dộ quá bão hoà tương dối và làm giam dirợc sò trung tam kếl linh ban dầu, tạo dươc kết tua tinh thế to hat Đỏi với kct lúa

vô dinh hình, việc dun nóng giúp dỏng tụ và làm to hat

3 ỈA)C và rứa két tủa

Đè lọc kêì lúa trong phân tích dịnh lượng thrrờng dùng chén lọc thúy tinh hoặc giấy lọc

Chén lọt : Các chén loc dược dánh sỏ lừ 1 den 4 tùy theo kich thước lỗ:

G iiíy lục: 'I rong phân tích khối lượng thường dùng giây lọc không tàn Giấy lọc dùns thích hỢ|i dê lọc các kết túa keo có Ihê

giấv lọc được chọn theo khối lượng của kêt ttia chứ không phai theo thê tích chất lóng cần lọc (chi 1/3 giấy lọc dược chứa duy

kc'l tua) Kích thước cua phcu dược chọn nlnr thẽ nào CÍC

mép ịỉiây lọc Ciich m iệng thành phẻu cliừng 0,5 - 1 n n

Sau khi loc xong, chúng ta tiến hành cân kết túa, nhimg

kiióng thê cán trực Iicp kồt tua với giây lọc mà trước dó

phái nung dỏ hoá tro giây lọc

K hi lọc nôn kêt hựp phương pháp gạn với rửa kết lúa,

tức là mới dấu gạn phần lớn nước cái trên kết lúa, thêm

lừng ít một nước rứa vào cốc dựng kết tủa Đun nóng

(nêu cân thiết), dc lắng và gạn dần nưcrc rứa cỊLia giấy

lọc hoặc chén lọc Khi dã rứa gạn xong, chuyên hoàn

toàn kết tua lèn giây lọc Muốn vậy, trộn kết tủa với một

ít nước rửa và chuyến huvén phù dó theo dũa thúy tinh

vào phều lọc Khi phán lớn kết tủa dã dược chuyển sang

phễu, rưa mặt trong cứa cốc bằng cách tia nước rửa từ

bình tia vào cốc Còc và dũa thúy tinh dược rứa tráng

banti nước rứa và rót nước rứa tráng dó vào phễu chứa

kèl tíia Sau dó rứa kết tủa trên giấy lọc

mà ta chọn loại nước rứa phù hợp Nếu kết tủa có dộ tan

rát bé và có hiện tượng pepti hoá thì tót nhất là nên rứa

banu nước câì nóng

Nêu kct tủa có dộ tan lớn thì có the rứa bàng nước rứa

chứ.t thuòc thứ là chính lon của kết lúa Sau dó dế duối

hèt lượng dir cứa dung dịch dã dùng dê rửa bảng cách

Iiunu két tủa, hoặc rửa bằng ít nước cất nguội Hoílc cũng

C(’ thê rứa bằng dung mói hữu cơ, ví dụ nirớc - rượu,

nước - axelon de hạn chè dộ tan cúa kết tủa

troim két tua, thì nên chia thê tích nước rứa thành từng

phân nho và rửa nhiều lấn thì việc rứa sẽ dạt hiệu quá

cao hơn so với rửa ít lần

4 ('hitvé n d a iiịỉ ket tiia thành danỊỊ cân

không xác dịnh nên không the căn cứ vào dó dè lính

két quá phân lích, do dó sau khi thu dược kè"t lúa cần

phái xứ lí hoá học và xứ lí nhiệt de chuyên dạng kêì túa

sang dạng cán có thành phần xác dịnh và có the

cân dược

('ấn chú ý rủiig có the xáy ra r|uá Irh ili khứ chát phân lích hơi cachón.

Pcpli hơá là quá liìn h làrn cho chất keo tu tro lai hệ keo.

Trưòng họp dạim kêi lúa và dạng cân là m ội, ví dụ ba.so.,, AgC.'l, v.v

V í du khi làm kcì lúa lon bàng Iialn axctat lh'i thu dược Fc(EIl) axctat ba/ơ, trong dó tliànli phân lon OH và C H ,C ()0 dao dọnít từv theo lirợng thuòc thư, p ll nliiộl dỏ, v.v Klu num>

ớ nhicM dô cao thì dạng kòl tua chuyến hoàn toàn thành dạng cân sãi( 111) oxil, có thành phán xác dịnh

Thòng thườn« de chưyên daim kêt túa thành dạng cân, nguừi

ta đùng phưưng pháp sây khó và uiuìị’ nhầm duối hêt nước hấp

phụ hoặc nưcýc kết tinh, hoặc chuvên hoàn toàn thành hợp chât có thành phán xác dịnh, hoác phàn hủy hoàn toàn tạp chãi giĩr lại trên kết tứa khi rửa

Có thê chuyên dẻ dàng một sò kcl tua thành dạng cân băng cách rứa kêt tua với dung mỏi hữu cơ (như rượu, cte), hơậc sấy ớ nhiêt dò khoáng 10ơ‘’c (ví dụ sấy khò các kim loại thu dược khi diện phân v v ),

Phưimg pháp phố biến dê chuyên dạng kèt túa thành dạng cân

là nung ớ nhiệt dộ 600 - 1100"c Nhưng nếu chất kết túa có dạng

v v ) thì chi cán nung ử nhiệt dộ dú hoá tro giãy lọc, hoặc dứ de đuối hết nước bám vào kẽt túa V'| trong Irưcmg hirp nìiy, nêu nung ớ nhiệt dộ quá cao cỏ thê xay ra các quá trinh phu như phân

h ú y , ví dụ:

Trường hợp các kct túa bị thay dối thành phần hoá học khi chuyên sang dạng cân th'i phải nung ớ nhiệt dộ dú cao, vi dụ:Các siinfiut kim lơíỊÌ

chi chuyên thành oxit

ớ nhiệt độ rât cao.

Ịị.5-4 T ÍM l rOAN KH T ỌƯA PHÂN TÍCH

KHÓI 1,1 ƠNG

Viẹ'c tínli loan kct quá trong phân tích khỏi lượng

nhu tinli lượng niẫư cân cán phái lấy, tính điểu kiện làm

kci lua, đánh ttiá kết quá phân tích, v.v dược tiến hành

tliuãn lơi băng cách sứ dụng dinh luật htrp thức (Đ LH T)

Đinh luật này dã dược trình bày k ĩ trong tập I của bộ

giáo trình này |31, vì vậy chúng lòi xin không nhác lại

nià chí nôu cách áp dụng dịnh luật trong tính toán kêt

qua phân lích khòi lưtmg

1'hco Đ L H T, khi phán ứng xáy ra giữa chất A và chất

B dạt tới mức dộ hoàn loàn (ít nhất một trong các cấu tứ

tham gia phan ứng hốt), thì giá trị bé nhất trong sô các

là hhi (!(> I ự( d a i cua phán ứng và giá trị này là chung

cho mọi chất phán ứng

khỏi lươnu niol là ,\/|j ) theo phán ứng:

Hoác có tlic sứ dụng quy tắc dương lưimg dô lính kct quá phân lích.

'l'i sỏ giữa dợ hicn dối sò mol

All (hoặc dộ bích dối uổng dộ AC) cua inổi chât phán ứng với

hệ sò hợp ihức (v ) tương ứng gợi là lụa dụ ¡ìhún i/'/ig

/í": sò mơi ban dấu;

/i: số mơl sau phán ứng;

Độ biên dối sỡ mơl:

Vi du 3 Ị Đè dịnh lưcrng sắt trong phèn sắt(II)

ainoni ((N H ^lT-clS O ^lỊ.bH iO ), người ta hoà lan 0,8528

l Ị i i i ì i phèn, 0 X 1 hoá Ỉ - C " ’ thành bằng H N O , dặc,

nóng, litm kết tủa F*c(OH), băng N H , khi đun nóng

Lọc kết tua, rứa, nung dế chuyển thành F'e,0, rối cân

Ị.ỏ i ỊỊÌdi: Gọi a là sỏ iỊcini của Tc có trong lượng

phèn

12.4.Wi

Vó’ liu 3.2: 'r íiili lưỢTig BaCỌ.21ỉ,0 C(') độ Imh khict là 880t (.'án

lấy dé sau khi hoà lan trong nưrk làm kết túa Ba"" dưới dạng BaSO., lọc, rứa kcĩ túa, sấy khỏ, nung và cân thì thu dược 0,2068

ỈJÚ ỊỊÌúi: Gọi a là sỏ ưam BaCl2.21 ỉ , 0 cân lấy

iVaCl ,211.0 -> Ba-" ^ BaSO,88

0,2068 2.8 X,,87

V í (lu 3.3: ớ nlúột dò cao N allC O , bi phân huy thành Na,c o ,:

K hi nuniz 0.4860 i> mót viên thuỏc muôi chống axn clura

N a llC O , và lap chât tro thì thu dược phán tap chát răn còn lại

nặns u,.8 1 70 iỊ Tính đó imh khict ci'ui mẫu thuôc muôi

L o i ỊỊÌải: Đặt lumu: NallC’0 , nguyên chát có trong mầu là

a ^ani.

Phản ứng phân hủy N allC O ,:

khi nung - K hôi lượng mầư còn lại sau khi nung.

TÓM T Ắ T C H U Ơ N G 3

1 Phán tích khối lưcTng là phương pháp dựa trên việc tách cấu tứ xác định dưới dạng hợp chất ít tan bằng thuốc thử dặc trưng Từ dó, chuyến dạng kết tủa thành dạng cân, dựa vào khối lưcíng dạng cân tính hàm lượng cấu tứ trong mẫu phân tích

2 Các k7 nâng dòi hỏi người phân tích mẫu phái năm vững và thành thạo bao gổm;

Kĩ năng cân mẫu cĩmg như cân dạng cân cứa cấu tứ xác định.

- (Vic kiến thức vé chọn thuốc thứ dặc trưng làm kết lứa cấu tử cần xác dinh () dây, phái lựa chon thuòc thứ đê có được dạng kết tủa và dạng cân h(Tp lí

- K ĩ năng làm kết túa chất xác định cũng như các k ĩ năng gạn, lọc, rứa kết túa

- KT năng làm khỏ, sấy, nung và làm nguội dê chuyển dạng kết tứa thành dạng cân

3 Việc tính toán kết quá phân tích khối lượng thường dựa vào dinh luật hcrp thức hoặc quy lắc dưcmg hrcmg

Mặc dừ phương pháp phân tích khối lưmig cho kết quả khá tin cậy và chính xác khi xác dịnh cấu tứ lượng lớn và trung bình, nhưng nhược dicm lớn của phân tích khói lượnu là thời gian phân tích quá dài, không thích hợp khi cần phân tích nhanh